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JPH10278629A - 車両用ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

車両用ヘッドアップディスプレイ装置

Info

Publication number
JPH10278629A
JPH10278629A JP9089029A JP8902997A JPH10278629A JP H10278629 A JPH10278629 A JP H10278629A JP 9089029 A JP9089029 A JP 9089029A JP 8902997 A JP8902997 A JP 8902997A JP H10278629 A JPH10278629 A JP H10278629A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
driver
vehicle
holographic combiner
head
display device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9089029A
Other languages
English (en)
Inventor
Takashi Mizobuchi
隆 溝渕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toppan Inc
Original Assignee
Toppan Printing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toppan Printing Co Ltd filed Critical Toppan Printing Co Ltd
Priority to JP9089029A priority Critical patent/JPH10278629A/ja
Publication of JPH10278629A publication Critical patent/JPH10278629A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Instrument Panels (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、従来のダッシュボード上に設置する
ヘッドアップディスプレイ(HUD)装置が、任意の運
転者に応じた適切な調整が困難であるという欠点を有し
ていたのに対し、設置されたHUD装置を、任意の運転
者の適切な位置に配置できるという機構を備えた車両用
HUD装置を提供することにある。 【解決手段】光学的情報を表示する発光表示手段と、発
光表示手段から投射された光学的情報を観察者に向けて
反射的に回折するホログラフィックコンバイナーとによ
り構成され、車両のダッシュボード上に設置される車両
用ヘッドアップディスプレイ装置であって、前記ホログ
ラフィックコンバイナーは前後に倒れる駆動部分を有
し、前記発光表示手段と前記ホログラフィックコンバイ
ナーとが一体となり同期して動かすことができる車両用
ヘッドアップディスプレイ装置を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ホログラム光学素
子を用いて車両運転者が前方の外界の情景とともに、車
両内部にある発光表示手段による画像情報を重ねて視認
できる車両用ヘッドアップディスプレイ装置に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】先ず、ヘッドアップディスプレイ(以下
HUDと記す)装置は、発光表示手段から放射される計
器類の光学的情報の表示虚像を、外界の情景に重ねあわ
せて、運転者の目前、かつ遠方に表示する機能を持つも
のである。
【0003】すなわち、HUD装置は遠方表示すること
により、外界と計器の間での目の焦点調整が不要にな
る。また、目前に表示することにより、運転者は視線を
移動させずに、計器類を視認することが可能になり、短
時間に計器類の情報を正確に読み取ることができるの
で、高速運転時の事故防止につながり、安全性を向上さ
せる効果がある。
【0004】このHUD装置は、例えばCRT等の発光
表示手段と、レンズ、ミラー等の光学系からなる画像表
示部と、その画像情報を映し出す、運転者前面の風防ガ
ラスに備えられたハーフミラーやホログラム等からなる
コンバイナー(外景と表示を結合するもの)から構成さ
れる。
【0005】この装置を鉄道車両に利用する場合には、
HUD装置を格納する空間が十分にあるので、例えば、
特開平4―110236号公報に開示されているような
相当大きい画像表示部でも問題がない。
【0006】一方、自動車に利用する場合には、HUD
装置を格納する空間は限られているので、例えば、「Co
mpact Holographic Head-up Display 」(SPIE Vol.265
2 pp341 〜344 1996)に示されているように、コンパク
トな形に設計され、画像表示部とコンバイナーとを組み
合わせ、ダッシュボード上に設置するHUD装置が開発
されている。
【0007】特に、コンバイナーとして反射型体積ホロ
グラムを用いたものは、画像表示部から投射される光学
的情報を回折して任意の位置に結像したりすることが可
能であるため、画像表示部内の光学系を除去することが
でき、その大きさを小さくすることが可能である。ま
た、反射型体積ホログラムが有する波長選択性により外
界背景の輝度を損なわずに高輝度の表示虚像が得られる
という特徴があるため、HUD装置のコンバイナーとし
て有効的である。
【0008】車両のダッシュボード上に設置するHUD
装置を、図5に簡略的に示す。すなわち、HUD装置3
0の画像表示部31から投射された光学的情報がコンバ
イナー32によって反射され、運転者33がコンバイナ
ー32を通して光学的情報の表示虚像34を認識するこ
とができる。ここで35はダッシュボードである。
【0009】このHUD装置には、運転者33の目の高
さにより光学的情報の表示虚像34の位置が異なるた
め、コンバイナー32は前後に傾斜できる駆動部分を有
し、運転者33に対し、光学的情報の表示虚像34が適
切な位置になるような調節機構を備えている。
【0010】しかし、自動車を身体形状の異なる複数の
人間が使用する場合、その身体形状に合わせて運転しや
すい状態に運転座席等を調節するため、設置されたHU
D装置のコンバイナーの前後の傾斜角度の調節だけでは
不十分であり、その光学的情報を運転者の見やすい適切
な位置に表示することが困難となる。
【0011】また、運転者の位置によっては、HUD装
置の光学的情報の表示可能領域から外れ、光学的情報の
表示虚像が視認できなかったり、あるいは歪みをもった
光学的情報の表示虚像を視認することとなり、光学的情
報を瞬時に正確に読み取ることが難しくなり、しかも安
全性にも問題を生じる。
【0012】ここで、従来のHUD装置における運転者
の目の位置(高さ)に、ホログラフィックコンバイナー
によって形成される表示虚像の歪みの概念図を、図4に
示すと、(a)は、発光表示手段からホログラフィック
コンバイナーに投射される光学的情報である。発光表示
手段からホログラフィックコンバイナーに投射される光
学的情報がホログラフィックコンバイナーで回折され
て、運転者が表示虚像を視認するときに、(c)が、表
示されるときの運転者の目の位置を標準位置とする。
(b)は、運転者の目の位置が標準位置より上方にある
場合で、(d)が、標準位置より下方にある場合で、
(e)および(f)は、標準位置よりそれぞれ左方、右
方にある場合を示している。
【0013】例えば、ある運転者Aが運転しやすい位置
を決定し、その目の位置から視認する表示虚像が(c)
となるようにHUD装置を設置する。しかし、運転者A
より目の位置が高い運転者Bは、(b)を視認すること
となり、また、運転者Aより目の位置が低い運転者C
は、(d)を視認することとなる。また、運転座席位置
が運転者Aより前である運転者Dは、(e)を視認する
こととなり、運転座席位置が運転者Aより後ろである運
転者Eは、(f)を視認することになる。
【0014】このようにコンバイナーはホログラムから
なるため、特定方向からの表示光を特定方向にのみ回折
出射するので、前後に傾斜する従来のHUD装置では、
任意の運転者が、図4に示す(c)の表示虚像を視認す
るための調整ができない。
【0015】
【発明の解決しようとする課題】このように、HUD装
置が計器類の光学的情報を外界の情景に重ねあわせて、
運転者の目前、かつ遠方に表示し、運転者が短時間にそ
の光学的情報を正確に読み取ることができるようにする
ためには、HUD装置を運転者に対し適切な位置に配置
されるようにする必要がある。
【0016】そこで本発明は、上記の問題点を解決する
ためになされたものであり、従来のダッシュボード上に
設置するHUD装置が、任意の運転者に応じた適切な調
整が困難であるという欠点を有していたのに対し、設置
されたHUD装置を、任意の運転者の適切な位置に配置
できるという機構を備えた車両用HUD装置を提供する
ことにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、光学的情報を表示する発光表示手段と、発光
表示手段から投射された光学的情報を観察者に向けて反
射的に回折するホログラフィックコンバイナーとにより
構成され、車両のダッシュボード上に設置される車両用
ヘッドアップディスプレイ装置であって、前記ホログラ
フィックコンバイナーは前後に倒れる駆動部分を有し、
前記発光表示手段と前記ホログラフィックコンバイナー
とが一体となり同期して回動することを特徴とする車両
用ヘッドアップディスプレイ装置を提供するものであ
る。
【0018】また、車両のダッシュボード上に配置され
る車両用ヘッドアップディスプレイ装置が、左右に回転
する駆動部分を有し、かつ任意の角度で固定可能とした
ことを特徴とする装置である。
【0019】また、車両のダッシュボード上に配置され
る車両用ヘッドアップディスプレイ装置が、左右に移動
する駆動部分を有し、かつ任意の位置で固定可能とした
ことを特徴とする装置である。
【0020】また、車両のダッシュボード上に配置され
る車両用ヘッドアップディスプレイ装置が、前後に移動
する駆動部分を有し、かつ任意の位置で固定可能とした
ことを特徴とする装置である。
【0021】
【発明の実施の形態】本発明の車両用ヘッドアップディ
スプレイ装置は、光学的情報を表示する発光表示手段
と、発光表示手段から投射された光学的情報を観察者に
向けて反射的に回折するホログラフィックコンバイナー
とにより構成され、このホログラフィックコンバイナー
は前後に倒れる駆動部分を有する装置で、前記発光表示
手段と前記ホログラフィックコンバイナーとが一体とな
り、同期して動かすことができ、しかも任意の位置、角
度で固定することを可能にしたものである。
【0022】以下、図面に基づき実施の形態をさらに詳
述する。
【0023】ここで、本発明の車両用HUD装置を、車
両に搭載した場合について説明すると、図2はその概念
図である。ホログラフィックコンバイナー1の下方に発
光表示手段2があり、発光表示手段2から投射される光
学的情報がホログラフィックコンバイナー1によって運
転者10に向けて反射的に回折され、光学的情報の表示
虚像11が運転者10に視認されるものである。ここで
12は車両の風防ガラスである。
【0024】すなわち、距離L1はホログラフィックコ
ンバイナー1と表示虚像11までの距離、距離L2はホ
ログラフィックコンバイナー1と発光表示手段2までの
距離、距離L3はホログラフィックコンバイナー1と運
転者10までの距離である。また、角度θ1はホログラ
フィックコンバイナー1で回折されて運転者10が視認
する、回折光のホログラフィックコンバイナー1の中心
からの回折角で、角度θ2は発光表示手段2の中心から
ホログラフィックコンバイナー1の中心へ向かう光線の
入射角である。
【0025】図3は、ホログラフィックコンバイナー1
として用いるホログラム20の記録光学系を説明する概
念図である。ホログラム20は点光源21、22からの
2光束干渉によって作成される。
【0026】すなわち、発光表示手段2からホログラフ
ィックコンバイナー1に投射される光学的情報がホログ
ラフィックコンバイナー1で回折されて、運転者10が
表示虚像11を視認するときに、図4中(c)の表示虚
像が表示される条件は、ホログラフィックコンバイナー
1と発光表示手段2までの距離がL2であり、しかも発
光表示手段2の中心からホログラフィックコンバイナー
1の中心へ向かう光線の入射角がθ2であることを満足
することである。
【0027】図1に、本発明の車両用HUD装置の概念
図を示す。本発明の車両用HUD装置は、上記の条件を
常に満足するように、ホログラフィックコンバイナー1
と発光表示手段2が一体となって同期して動かすことが
可能な機構を備えている。従って、ホログラフィックコ
ンバイナー1と発光表示手段2の位置関係を固定するこ
とにより、運転者の目の高さが標準位置より上下すると
しても、ホログラフィックコンバイナー1の傾斜角度を
調整することで、運転者は常に歪みのない良好な表示虚
像を視認することができる。
【0028】通常、車両用HUD装置は、車両の振動や
車両内の厳しい条件に耐えうるように強力に設置されい
るので、従来のHUD装置においては設置後、容易に位
置を変更することは困難であった。
【0029】これに対して、図1に示す本発明の車両用
HUD装置は、回転ステージ5とX軸3およびZ軸方向
に動かすことができる線形ステージ4を備えている。従
って、車両用HUD装置の方向、並びに位置を調整する
ことができるので、任意の運転者に対して、良好な表示
虚像と、表示虚像の最適な表示位置を選択することがで
きる。
【0030】
【発明の効果】本発明の車両用HUD装置は、ホログラ
フィックコンバイナーと発光表示手段の最適な位置関係
を常に満足するように、ホログラフィックコンバイナー
と発光表示手段を一体となって同期して動かすことがで
きるため、運転者は常に歪みのない良好な表示虚像を視
認することができ、また、ステージを移動させることに
より、任意の運転者に対して、良好な表示虚像と表示虚
像の最適な表示位置が提供できるので、本来のHUD装
置の効果である運転者は視線を移動させずに、計器類の
表示虚像を視認することが可能になり、短時間に計器類
の情報を正確に読み取ることができるため、高速運転時
の事故防止につながり、安全性を向上させるという効果
をより忠実にもたらすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による車両用ヘッドアップディスプレイ
装置の一実施例を示す概念図である。
【図2】本発明による車両用ヘッドアップディスプレイ
装置を車両に搭載したときを示す概念図である。
【図3】ホログラフィックコンバイナーに使用するホロ
グラムの作成光学系を示す概念図である。
【図4】ホログラフィックコンバイナーによって形成さ
れる表示虚像の歪みを示す概念図である。
【図5】従来の車両用ヘッドアップディスプレイ装置の
構成図である。
【符号の説明】
1…ホログラフィックコンバイナー 2…発光表示手段 3…X軸ステージ 4…Z軸ステージ 5…回転ステージ 10、33…運転者 11、34…表 示虚像 12…風防ガラス 20…ホログラム 21、22…点光源 30…HUD装置 31…画像表示部 32…コンバイナー 35…ダッシュボード

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光学的情報を表示する発光表示手段と、前
    記発光表示手段から投射された光学的情報を観察者に向
    けて反射的に回折するホログラフィックコンバイナーと
    により構成され、車両のダッシュボード上に設置される
    車両用ヘッドアップディスプレイ装置であって、前記ホ
    ログラフィックコンバイナーは前後に倒れる駆動部分を
    有し、前記発光表示手段と前記ホログラフィックコンバ
    イナーとが一体となり同期して回動することを特徴とす
    る車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
  2. 【請求項2】前記車両のダッシュボード上に配置される
    車両用ヘッドアップディスプレイ装置が、左右に回転す
    る駆動部分を有し、かつ任意の角度で固定可能であるこ
    とを特徴とする請求項1記載の車両用ヘッドアップディ
    スプレイ装置。
  3. 【請求項3】前記車両のダッシュボード上に配置される
    車両用ヘッドアップディスプレイ装置が、左右に移動す
    る駆動部分を有し、かつ任意の位置で固定可能であるこ
    とを特徴とする請求項1記載の車両用ヘッドアップディ
    スプレイ装置。
  4. 【請求項4】前記車両のダッシュボード上に配置される
    車両用ヘッドアップディスプレイ装置が、前後に移動す
    る駆動部分を有し、任意の位置で固定可能であることを
    特徴とする請求項1記載の車両用ヘッドアップディスプ
    レイ装置。
JP9089029A 1997-04-08 1997-04-08 車両用ヘッドアップディスプレイ装置 Pending JPH10278629A (ja)

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JP9089029A JPH10278629A (ja) 1997-04-08 1997-04-08 車両用ヘッドアップディスプレイ装置

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JP9089029A JPH10278629A (ja) 1997-04-08 1997-04-08 車両用ヘッドアップディスプレイ装置

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JPH10278629A true JPH10278629A (ja) 1998-10-20

Family

ID=13959486

Family Applications (1)

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